Este estudio de caso ilustra cómo las empresas internacionales de ingeniería multiservicio utilizan la tecnología de Maplesoft para superar los desafíos comerciales que surgen del uso de métodos y herramientas de cálculo estándar no estructurados. Aunque se han cambiado los detalles y se ha utilizado un seudónimo para describir la empresa, los escenarios representados son totalmente coherentes con la forma en que se utilizan los productos Maplesoft.

Desafíos enfrentados

Global Engineering Company (GEC), una empresa global de ingeniería multiservicios con 10.000 empleados, tiene muchos proyectos de infraestructura importantes en todo el mundo, incluidos energía, carreteras, ferrocarriles, infraestructura municipal y marina. Emplean muchos tipos diferentes de ingenieros en sus divisiones internacionales, incluidos ingenieros civiles, ingenieros mecánicos, ingenieros eléctricos y otros. Debido a la naturaleza diversa de los proyectos, los diferentes antecedentes del personal y la necesidad de colaboración internacional, GEC se enfrentó a muchos desafíos comerciales derivados del uso de métodos y herramientas de cálculo estándar no estructurados, que incluyen:

• Hojas de cálculo ineficientes y hojas de cálculo escritas a mano.
  
  • Cálculos mal documentados
  • El contexto de la ingeniería está enterrado y oculto.
  • Los errores son fáciles de introducir y difíciles de localizar.
  • Los cálculos no son fácilmente comprensibles, extensibles o compartidos.
• Fuerza laboral internacional con poca estandarización
  
  • La falta de métodos de cálculo estandarizados dificulta que los ingenieros de diferentes oficinas internacionales colaboren en los análisis.
  • Los malentendidos reducen la eficiencia e introducen riesgos en el proyecto.
• Ingenieros que se jubilan o cambian de trabajo
  
  • Los conocimientos y habilidades de los ingenieros experimentados se pierden cuando se marchan.
• Diferentes grupos de ingenieros y diferentes proyectos con diferentes requisitos matemáticos.
  
  • Los ingenieros no siempre pueden elegir la herramienta óptima para cada proyecto, ya que en ocasiones deben utilizar una herramienta previamente seleccionada teniendo en cuenta diferentes necesidades.
  • Licenciar diferentes herramientas de diferentes proveedores para satisfacer diferentes necesidades es ineficiente en términos de tiempo, dinero y gastos generales de gestión.

Camino a la transformación

Después de evaluar a varios proveedores, GEC eligió una colección de herramientas matemáticas interoperables y servicios de capacitación/consultoría de Maplesoft. Las herramientas:

• Ayuda a los ingenieros de diseño a realizar cálculos, crear informes y ampliar su capacidad para el análisis exploratorio de datos.
• Permite a los ingenieros de investigación desarrollar modelos con matemáticas simbólicas, computación numérica y diseño de algoritmos.

Además, el esquema de licencia global que ofrece Maplesoft es rentable y permite a los ingenieros intercambiar entre diferentes herramientas de Maplesoft, según sus necesidades y proyectos. Los ingenieros pueden utilizar licencias de una instalación de red para proyectos a corto plazo, o se pueden mover grupos de licencias de un servidor a otro.

Este estudio de caso explora algunas de las diferentes formas en que GEC utiliza ahora la tecnología de Maplesoft en sus diversos grupos internacionales.

Grupo de Análisis Estructural en el Reino Unido

El impulso hacia la energía nuclear para minimizar la dependencia de Europa del gas natural ha significado que un grupo estructural del GEC con sede en el Reino Unido esté ahora involucrado en proyectos nucleares a largo plazo que tienen una vida útil de 20 a 30 años.

Su herramienta de cálculo anterior era Excel®. Cuando se utilizaba Excel, los cálculos debían transcribirse manualmente desde Excel a Microsoft® Word para crear informes, lo cual era un proceso engorroso y propenso a errores. Si los parámetros cambiaban, los ingenieros tenían que volver a transcribir sus resultados para actualizar el informe.

El equipo ahora utiliza Maple Flow™ para informes de cálculo legibles con análisis integrados que involucran diseño de concreto estructural que sigue códigos reconocidos internacionalmente. Crearon una biblioteca reutilizable de propiedades de sección para ayudar en sus análisis. No se requiere transcripción manual.

Debido a la naturaleza altamente regulada del trabajo, los cálculos deben ser auditables y rastreables durante la duración del proyecto (20 a 30 años). Los documentos de Maple Flow combinan cálculos, visualizaciones, texto e imágenes en un solo documento, por lo que el razonamiento de ingeniería detrás de los cálculos se comunica claramente, lo que reduce el riesgo de que se pierda el conocimiento cuando un ingeniero abandona el proyecto. Cuando se cambia un parámetro, todos los resultados se actualizan automáticamente en el documento, por lo que ya no es necesario actualizar manualmente un informe de cálculo independiente. Algunos de sus informes tienen más de 30 páginas y, en el pasado, su producción y actualización requerían mucho tiempo, pero Maple Flow ha reducido el tiempo necesario para preparar un informe de cálculo en un 75%.

Maple Flow se basa en el motor matemático más potente del mundo, pero también es lo suficientemente simple como para usarlo en el programa de capacitación de aprendizaje de diseño civil de GEC. Los aprendices de diseño son estudiantes que realizan tareas de análisis simples, como calcular cargas de vigas según los estándares europeos. Además, los ingenieros superiores pueden comprobar más fácilmente su trabajo ahora que se realiza en Maple Flow.

Grupo de diseño de puentes en China

Un grupo de diseño de puentes chino estaba utilizando Excel para sus cálculos de diseño, siendo una aplicación típica el diseño de la viga de un tablero de puente. Pero las hojas de cálculo de Excel son difíciles de depurar y compartir, por lo que el grupo optó por trasladar sus cálculos de diseño a Maple Flow. Este cambio eliminó por completo los errores de cálculo, además de eliminar por completo el proceso manual de transcripción de cálculos de Excel a Word para su documentación. Como resultado, aumentaron la confiabilidad de sus cálculos y redujeron los errores de cálculo en un 20%.

Este grupo fue capacitado por ingenieros de Maplesoft con sede en China. Durante la capacitación, aprendieron cómo implementar ecuaciones empíricas dimensionalmente inconsistentes a partir de códigos de diseño estándar en un entorno dimensionalmente consciente, aprovechando el soporte integrado para unidades en Maple Flow.

Ingeniero en Hidrología en Estados Unidos

Un ingeniero fluvial ubicado en la sede de GEC en los Estados Unidos necesitaba calculadoras de hidrología a las que se pudiera acceder desde cualquier lugar, incluso en el campo. Este ingeniero desarrolló calculadoras interactivas en Maple™ haciendo uso de su motor matemático y su entorno para crear fácilmente aplicaciones matemáticas de estilo apuntar y hacer clic. Una vez completadas, las calculadoras de hidrología se implementaron en la web a través de MapleNet™. Como resultado, cualquier empleado de GEC que las necesite puede acceder a estas calculadoras de hidrología desde un navegador web, y son muy fáciles de usar, incluso para personas que no tienen experiencia con software de cálculo.

Grupo de ingeniería ferroviaria en el Reino Unido

Un equipo de ingenieros de corrosión ubicado en la oficina de GEC en el Reino Unido analiza las tasas de corrosión y fallas de las vías férreas. Esto implica analizar grandes cantidades de datos de campo (cientos de miles de elementos) en Maple.

El análisis del equipo implica trazar, manipular y analizar grandes archivos de datos. Maple garantiza que el análisis sea rápido y eficiente en la memoria. Además, el paralelismo automático y las herramientas de programación multiproceso permiten distribuir los análisis en todos los núcleos del ordenador local. Cada análisis de Maple multiproceso se calcula 2 veces más rápido que Excel y 1,5 veces más rápido que un script de Python.

Un cogrupo de la división ferroviaria también utiliza Maple para desarrollar algoritmos personalizados en el lenguaje Maple. Luego, algunos de estos algoritmos se exportan al lenguaje de programación C utilizando herramientas de generación de código en Maple, para incorporarlos a una herramienta de terceros.

Análisis matemático y desarrollo de software científico en Francia

Un pequeño grupo de ingenieros de investigación matemática del GEC tiene su sede en Francia. A este equipo se le presentan regularmente problemas de ingeniería complejos que necesitan una solución matemática, y las técnicas que emplean utilizan álgebra informática, cálculo numérico y visualización. El grupo utiliza Maple Flow para esbozar primero y luego formalizar sus ideas técnicas mediante el refinamiento progresivo de sus matemáticas. Maple Flow admite este enfoque iterativo comúnmente utilizado para la resolución de problemas con su entorno estilo pizarra, al tiempo que garantiza que los cálculos sean correctos. Como beneficio adicional, Maple Flow proporciona visualizaciones integrales que generan información para la siguiente iteración.

Conclusión

GEC ha implementado con éxito la tecnología matemática de Maplesoft, incluidas Maple Flow, Maple y MapleNet, en varias divisiones internacionales. Lograron las mejoras de eficiencia que se obtienen al incorporar cálculos estructurados y estandarizados en sus flujos de trabajo, respaldados por un conjunto de herramientas versátil que satisface muchas necesidades. También se beneficiaron de la simplicidad de trabajar con un único proveedor de tecnología con un equipo de consultoría de ingeniería experimentado y receptivo que intervendrá y ayudará cuando sea necesario.